ITMI20011481A1 - Procedimento per la piegatura di lamiere e articolo prodotto piegandolamiere - Google Patents

Description

"Procedimento per la piegatura di lamiere e articolo prodotto piegando lamiere".

Descrizione

La presente invenzione si riferisce alla piegatura di lamiere, e in particolare lamiere metalliche, e alla formazione di un articolo di lamiera ottenuto piegando la lamiera. La presente invenzione si riferisce anche alla formazione di un grezzo da lamiera per formare un tale articolo, cosi come a un grezzo e a un articolo cosi formati.

Attualmente, gli articoli come p.es. le scatole da formare in lamiera metallica, in particolare nell'industria ingegneristica leggera, sono realizzati punzonando un certo numero di grezzi differenti da una o piu' lamiere di metallo, e quindi eseguendo una o piu' operazioni di piegatura su ciascun grezzo in modo da formare un numero di componenti tridimensionali. I rispettivi componenti tridimensionali vengono quindi assemblati mediante saldatura, in particolare saldatura continua, per formare l'articolo finito.

Un tale processo però presenta un numero di problemi, anche per formare una semplice scatola.

Questi problemi sono aumentati dove la forma dell'articolo è complessa. Prima di tutto, l'operazione per produrre un numero di grezzi è eseguita usando un punzone realizzato specificamente per ciascun grezzo. Ciò' richiede un notevole dispendio di capitali per produrre i punzoni richiesti, il che rappresenta un costo proibitivo iniziale per produrre serie relativamente piccole di tali articoli. Inoltre, l'uso di punzoni si basa sull'abilità' del personale della fabbrica nel manipolare la lamiera usata nei punzoni per ottenere la punzonatura di un numero massimo di grezzi da ciascuna lamiera in modo da ridurre gli scarti e massimizzare il rendimento di produzione. Quindi, vi è un notevole margine di errore umano.

I punzoni su misura che punzonano un grande numero di grezzi da una lamiera, ogni volta che viene eseguita una operazione di punzonatura possono essere ottenuti. Data però la natura dell'operazione di punzonatura, i grezzi punzonati non possono condividere i bordi in modo da avere sempre almeno una piccola quantità' di scarto di lamiera tra i grezzi. Il problema è particolarmente grave quando occorre punzonare un grande numero di piccoli grezzi. Inoltre, il costo di tali punzoni su misura è proibitivo per piccole ditte che non sono in grado di spendere l'elevato capitale iniziale richiesto.

Un problema aggiuntivo è dato dal fatto che sono richiesti ulteriori capitali per acquistare gli stampi necessari per piegare ciascuna lamiera nella forma richiesta, prima dell'assemblaggio dell'articolo finito. Anche in questo caso, lo stampo di piegatura deve essere realizzato su misura per ciascuna operazione di piegatura richiesta .

I problemi relativi agli elevati costi di capitale e di bassa efficienza produttiva sono esacerbati ulteriormente nel caso che l'articolo da produrre sia relativamente piccolo, dato che le dimensioni di ciascun grezzo risultano piccole rispetto alle dimensioni totali della lamiera da punzonare. Per migliorare l'efficienza, è quindi necessario procurarsi un grande numero di stampi e punzoni. Ciò' richiese un investimento notevole, che aumenta il capitale operativo in modo tale da non poterlo recuperare facilmente mediante la produzione, in particolare quando si devono produrre solo piccoli lotti di un articolo, uno alla volta.

Inoltre, la piegatura di lamiere e in particolare di lamiere metalliche presenta un numero di svantaggi associati che divengono particolarmente evidenti nel caso di produzione di articoli relativamente leggeri e/o piccoli o se tali articoli presentano una forma complessa. Questi problemi comprendono il fatto che in ciascuna operazione di piegatura, la piegatura deve essere eseguita attorno a un singolo perno, ovvero attorno a un singolo asse, spesso con macchine molto complesse. La complessità delle macchine spesso conduce a un aumento di dimensioni. Nel caso in cui l'articolo è piccolo e ha una forma complessa, è spesso impossibile produrre una macchina piegatrice di dimensioni sufficientemente piccole da eseguire la richiesta operazione di piegatura. Inoltre, l'uso delle macchine di piegatura richiede che se l'articolo deve avere una forma complessa, in particolare una forma chiusa come una scatola, allora occorre piegare e successivamente saldare tra loro due o piu' grezzi per produrre l'articolo.

Aggiuntivamente, sono richieste delle frequenti regolazioni angolari della piegatura, dato che l'elasticità' del materiale da lavorare provoca un gioco, in modo che la lamiera tende a ritornare in qualche misura alla sua forma piana iniziale. Questo problema del gioco elastico è peggiorato quando la lamiera da piegare è relativamente spessa.

Inoltre, per via dei passaggi di afferraggio e posizionamento della lamiera, intrinsechi a qualsiasi processo di piegatura, la posizione della piega non è sempre corretta. Ciò' può' influenzare negativamente la qualità' dell'articolo finito.

Inoltre, la fase di saldatura per formare l'articolo finito può' presentare un numero di ulteriori problemi. Questi comprendono il fatto che il livello di precisione dell'artìcolo finito è abbastanza basso rispetto alle dimensioni finali dell'articolo e agli angoli di intersezione dei lati dell'articolo, dove essi sono saldati.

Inoltre, in molti casi, la saldatura deve essere eseguita manualmente. Anche per saldature che possono essere eseguite mediante saldatrici automatiche, è spesso economicamente svantaggioso, in particolare per piccole ditte, acquistare tali macchine su misura per eseguire ciascuna specifica operazione. Quanto maggiore è il numero di operazioni, tanto maggiore è il numero di tali saldatrici richieste. La necessità di saldare manualmente comporta la presenza di un ambiente particolarmente pericoloso per la salute dell'operatore, cosi come elevati costi, dato che è necessario impiegare saldatori esperti.

Inoltre, la qualità' della saldatura manuale dipende dalla capacità e dall'esperienza del singolo saldatore e la qualità' delle saldature e quindi dell'articolo finito può' quindi variare considerevolmente in funzione di quale saldatore ha eseguito le operazioni di saldatura. Questo problema si aggiunge al suddetto problema del gioco elastico, per cui il saldature deve assicurarsi che il materiale in lamiera si trovi nella posizione corretta prima dell'operazione di saldatura. Ciò' può' ridurre ulteriormente la precisione con la quale è prodotto l'articolo finito .

Secondo un primo aspetto della presente invenzione, è previsto un procedimento per piegare materiale in lamiera, comprendente:

l'uso di un laser per tagliare almeno un grezzo da una lamiera e per formare uno o piu' tagli lungo almeno una linea sul grezzo; e

la piegatura del grezzo attorno a detta almeno una linea per formare un articolo;

in cui una parte in corrispondenza o adiacente a un perimetro di detto grezzo viene sagomata in modo da formare una parte di un giunto a interconnessione .

Secondo un secondo aspetto della presente invenzione, è prevista una lamiera di materiale con parti di o adiacenti a un perimetro di detta lamiera sagomate in modo che quando detta lamiera viene piegata, le rispettive parti sono adatte ad essere poste in una configurazione contigua e fissate per mezzo di un giunto senza saldatura a mortasa e tenone, in cui:

la mortasa è formata da un foro o scanalatura adiacente o intersecante detto perimetro e estesa attraverso l'intera profondità della lamiera; e detto tenone comprende:

una prima parte adatta ad estendersi da un primo lato della lamiera, in cui è formata la mortasa, almeno in parte in detta mortasa nella direzione della profondità della lamiera; e

una seconda parte adatta ad estendersi oltre un secondo lato della lamiera, in cui è formata detta mortasa, e ad essere piegata fuori dal piano della lamiera, in cui è formato il tenone, per fissare in questo modo le rispettive parti della lamiera .

Secondo la presente invenzione, è pure previsto un grezzo, un articolo, un apparecchio per formare il grezzo o l'articolo o per eseguire il procedimento della presente invenzione e uno strumento di elaborazione dati.

Forme di realizzazione della presente invenzione vengono ora descritte solo a titolo di ulteriore esempio e con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la fig. 1 mostra una vista in pianta di un grezzo per formare un articolo di una forma della presente invenzione;

la fig. 2 mostra una vista in prospettiva di un articolo assemblato dal grezzo di fig. 1;

la fig. 3 mostra una vista in prospettiva di due parti di lamiera da unire tra loro per formare un articolo secondo un'altra forma della presente invenzione ;

la fig. 4A mostra una vista in prospettiva di una parte di un grezzo secondo un'altra forma della presente invenzione;

la fig. 4B mostra una vista in prospettiva della parte di fig. 4A, unita a un'altra parte di un grezzo;

la fig. 5 mostra una vista in prospettiva di due parti di lamiera da unire tra loro per formare un articolo secondo un'altra forma della presente invenzione ;

la fig. 6A mostra una vista in prospettiva di una parte di un grezzo secondo un'altra forma della presente invenzione; e

la fig. 6B mostra una vista in prospettiva della parte mostrata in fig. 6A unita a un'altra parte di un grezzo.

La presente invenzione prevede un procedimento in cui una lamiera metallica è lavorata in modo da formare grezzi, i quali grezzi vengono successivamente sagomati mediante piegatura per formare un articolo richiesto, in cui si evita l'uso di macchine punzonatrici e piegatrici eliminando pure in modo completo o sostanzialmente l'esigenza di saldature per finire l'articolo.

Secondo la presente invenzione, almeno un taglio o incisione è formata su una lamiera metallica lungo una linea attorno alla quale si intende piegare la lamiera, ovvero la linea di piegatura .

Questo processo viene indicato di seguito come profilatura della linea di piegatura. Preferibilmente, la lamiera è una lamiera metallica o anche una lamiera di plastica. Preferibilmente, la lamiera ha la forma di un grezzo previsto per il successivo assemblaggio mediante piegatura manuale per formare un articolo .

Preferibilmente, il taglio non si estende per tutta la profondità della lamiera ma invece solo in parte attraverso la lamiera, cosi da formare una dentellatura. Quindi il taglio viene effettivamente realizzato mediante incisione o intaglio nella lamiera. Di conseguenza, il taglio come inteso in questa domanda si intende comprendere anche una dentellatura. Inoltre, invece di un singolo taglio, è possibile incidere o intagliare un certo numero di tagli nella lamiera, in modo che i tagli formino una linea tratteggiata attorno alla quale si vuole piegare la lamiera. Se un taglio è profondo o si estende per tutta la profondità della lamiera, è preferibile che vi sia un numero relativamente grande di tagli lungo la linea di piegatura o che una quantità' massima possibile di lamiera disposta sulla linea di piegatura non venga rimossa mediante taglio. Ciò' mantiene le proprietà' meccaniche della lamiera in misura maggiore per cui la lamiera non viene significativamente indebolita nella regione di piegatura .

In aggiunta, se un numero relativamente grande di tagli è formato lungo la linea di piegatura, gli assi longitudinali dei tagli non devono necessariamente trovarsi lungo la linea di piegatura o essere addirittura paralleli tra loro. Anche se si preferiscono tagli su linee diritte, essi possono anche essere tagli o intagli curvi o fori o di qualsiasi dimensione, forma o configurazione adeguate.

L'effetto di formare uno o piu' tagli lungo la linea di piegatura consiste nel formare un'area di indebolimento nella lamiera, che facilita una piegatura manuale accurata della lamiera. Quindi, il fatto di prevedere tagli lungo la lamiera metallica elimina la necessità di avere macchine di piegatura costose, realizzate appositamente e provviste dei problemi associati. Questi problemi comprendono le imprecisioni nella lamiera piegata, compreso il non corretto posizionamento della piega, per via di tecniche di afferraggio e posizionamento automatizzato non precise, e l'impossibilita' di avere una piegatrice in grado di eseguire complesse operazioni di piegatura in spazi ristretti. Inoltre, prevedendo i tagli si elimina in misura significativa il problema del gioco elastico presente nelle note tecniche di piegatura .

Prevedendo tagli su un grezzo preformato di lamiera metallica si devono affrontare problemi relativi all'accurato posizionamento del grezzo rispetto agli utensili di taglio meccanici noti. Quindi, in una forma, la presente invenzione prevede un procedimento in cui le fasi di formazione di grezzi da una lamiera metallica e il tracciamento delle linee di piegatura usando tagli sono eseguite nella stessa operazione. In particolare, queste fasi sono eseguite mediante taglio al laser.

Il taglio al laser è ben noto nella tecnica e prevede un certo numero di vantaggi rispetto alle tecniche convenzionali per tagliare lamiere metalliche. Questi vantaggi comprendono il fatto che il taglio al laser prevede un ambiente di lavoro pulito dato che il processo di rimozione del materiale è eseguito mediante allineamento di un fascio monocromo intenso che può' essere diretto con precisione verso una parte molto specifica del metallo da tagliare. Tipicamente, un fascio laser per il taglio di metalli presenta un diametro di solo 0,2 mm. In aggiunta, il materiale disposto nel percorso del fascio viene vaporizzato senza lasciare dietro di se un qualsiasi significativo residuo.

Al contrario, altri mezzi di taglio, compreso il taglio usando torce all'ossiacetilene , sono considerevolmente meno precisi e meno localizzati e producono bave, seghettature e residui significativi. Una nuova tecnica di taglio all ossiacetilene , nota come "hypertherm", è stata sviluppata per tagli ad elevata risoluzione con rese paragonabili a quelle del taglio al laser. La tecnica "hypertherm" richiede però la continua sostituzione degli ugelli di taglio, almeno ogni cinquanta tagli passanti o cicli di lavoro. Quindi, 1 ' "hypertherm" comporta elevati costi operativi. Al contrario, il taglio al laser richiede una manutenzione relativamente ridotta. Le operazioni di taglio meccaniche, quali la fresatura, sono pure lente e costose, se eseguite con un elevato grado di precisione.

Inoltre, il taglio al laser ha il vantaggio di potere essere usato per tagliare lamiere di spessore variabile.

Per un taglio di precisione di lamiera d'acciaio, è noto l'uso di fasci laser a CO2, N2, He e neon-elio (Ne-He). Tra questi i fasci laser a CO2, N2, e He sono i piu' diffusi per via dei loro bassi costi di acquisto e funzionamento complessivi. Ciascun fascio presenta i vantaggi di una elevata velocita', potenza e precisione, senza formare bave e con bassi costi di manutenzione complessivi. Tipicamente, la regolare manutenzione e ritaratura del laser viene eseguita ogni 2000 -4000 ore.

L'uso di laser è pure noto per l'intaglio e la marchiatura di lamiere metalliche. Per questo tipo di operazioni, però, i laser YAG sono quelli piu' comunemente usati. I laser YAG sono caratterizzati da un fascio laser estremamente sottile, adatto per intagli a bassa profondità, per marchiature o letture ottiche.

Anche se il principio del taglio al laser è adatto sia per il taglio di grezzi da lamiere che per l'intaglio o marchiatura delle lamiere, in precedenza le tecniche di taglio al laser non sono state usate per tracciare linee di piegatura o in combinazione per eseguire entrambi i tipi di operazione su una singola lamiera di metallo. Gli inventori della presente invenzione hanno condotto diversi esperimenti per determinare le condizioni piu' efficaci nelle quali sia possibile combinare queste due operazioni. In particolare, le relazioni tra il fascio laser, la distanza della sorgente laser e la superficie da lavorare, lo spessore della lamiera, la profondità di taglio richiesta, e il materiale specifico da tagliare sono state studiate in dettaglio.

Quindi, nella presente invenzione, i grezzi vengono tagliati e linee di piegatura vengono tracciate mediante formazione di uno o piu' tagli lungo le linee di piegatura, preferibilmente usando una singola testa laser, nella stessa fase di processo. Il tipo di laser da utilizzare e le specifiche procedure operative dipendono in modo critico dallo spessore e dal tipo di materiale della lamiera da lavorare. Questi fattori determinano la profondità del tracciato della linea di piegatura e la potenza e/o il tipo di laser utilizzati. Le variabili nel laser comprendono la selezione del gas adduttore del fascio laser. Nella presente invenzione, è possibile utilizzare lamiere a basso livello di carbonio fino a acciaio ad alta resistenza, acciaio inossidabile, alluminio, titanio, ottone, rame, altri materiali metallici, materiali plastici e altri materiali adeguati per la lavorazione. Le lamiere presentano uno spessore di 50 mm o superiore, ma preferibilmente fino a 20 mm .

La testa laser può' comprendere una, due o piu' sorgenti laser, ciascuna prevista per eseguire una specifica operazione di lavorazione. P.es. , la testa laser puo' comprendere un laser YAG, per eseguire l operazione di creazione di tagli lungo la linea o linee di piegatura del o dei grezzi, e un laser He, per eseguire l'operazione di taglio dei grezzi dalla lamiera. In determinate specifiche circostanze, in funzione del materiale e dello spessore della lamiera, è possibile usare un singolo laser sulla testa laser. Il fatto di prevedere laser sulla testa laser dipende, in ciascun caso, dalla lamiera da lavorare e dalle operazioni di lavorazione da eseguire .

Preferibilmente, la testa laser forma parte di una macchina a controllo numerico computerizzato (CNC), in modo che la posizione del o dei laser rispetto alla lamiera sia controllata su almeno due assi paralleli al piano della lamiera. Preferibilmente, la potenza del o dei laser e la distanza tra la o le sorgenti laser e la lamiera sono pure controllate numericamente da computer. Inoltre, è preferibile che la selezione del laser sulla testa laser sia eseguita automaticamente mediante controllo numerico computerizzato, in modo che una volta che la macchina CNC è stata programmata, sia inutile un ulteriore intervento di un operatore durante il taglio.

Le operazioni di tracciamento delle linee di piegatura sui grezzi e di taglio dei grezzi dalla lamiera sono generalmente eseguite nella stessa stazione di lavoro dalla stessa testa laser. È possibile però avere piu' di una singola testa laser operante in ciascuna stazione di lavoro su una singola lamiera, anche se cosi si aumenta il costo delle macchine. L'operazione di tracciamento di tutte le linee di piegatura con tagli può' essere completata per una singola lamiera prima che venga eseguita l'operazione di taglio di tutti i grezzi dalla lamiera. Le due operazioni possono anche essere eseguite contemporaneamente o in modo alternato tra loro durante l'elaborazione di una singola lamiera. Inoltre, è possibile che i grezzi vengano punzonati secondo procedimenti della tecnica anteriore e solo successivamente siano sottoposti al tracciamento delle linee di piegatura mediante taglio o incisione laser. In modo simile, i grezzi possono essere prodotti da una lamiera mediante mezzi di taglio laser e successivamente le linee di piegatura possono essere tracciate usando tecniche piu' convenzionali, come la fresatura.

Nella presente invenzione, è inoltre previsto uno strumento di elaborazione dati innovativo per stabilire la migliore disposizione dei grezzi da lavorare sulla lamiera. Questo strumento di elaborazione dati è in grado di massimizzare il numero di grezzi che possono essere formati da una lamiera per una data dimensione e di disporre i grezzi sulla lamiera per minimizzare il tempo richiesto per eseguire le operazioni di taglio dei grezzi e di tracciamento della o delle linee di piegatura. L'uso di un tale strumento presenta gli immediati vantaggi di ridurre al minimo gli scarti dovuti a trucioli e sfridi, massimizzando la capacità e l'efficienza delle fasi di taglio e tracciamento .

Durante il funzionamento, la forma e le dimensioni di uno o piu' grezzi da formare possono essere p.es. immesse nello strumento di elaborazione dati, assieme al numero di grezzi richiesto e alle dimensioni della lamiera da lavorare. Informazioni aggiuntive possono comprendere la larghezza del laser di taglio grezzi e/o la larghezza di un taglio. Lo strumento di elaborazione dati è quindi in grado di determinare la disposizione ottimale dei grezzi sulla lamiera. In particolare, lo strumento di elaborazione dati può' avvantaggiarsi del fatto che due o piu' grezzi possono condividere uno o piu' bordi della lamiera. Quindi, lo strumento di elaborazione dati può' emettere uno schema a dente di sega di grezzi interconnessi di forma uguale o differente, che condividono bordi tra loro. In questo modo, il numero di tagli da eseguire con il laser può' essere notevolmente ridotto, come anche la quantità' di scarto dovuto a trucioli e sfridi. Ciò' rappresenta un sostanziale risparmio di costi rispetto ai procedimenti della tecnica anteriore. In aggiunta, lo strumento di elaborazione dati puo' convertire la disposizione geografica dei grezzi e altre condizioni operative specificate direttamente nel linguaggio macchina interpretabile dalla macchina CNC. Inoltre, lo strumento di elaborazione dati puo' essere dinamico in modo che variazioni nella forma del grezzo possano essere comunicate alla macchina CNC durante l'esecuzione delle fasi di taglio e tracciamento. Si riduce quindi significativamente una lunga e costosa programmazione e regolazione della macchina CNC.

Per mezzo delle procedure di taglio e tracciamento laser e dello strumento di elaborazione dati della presente invenzione, si ottiene un numero ottimale di grezzi e i grezzi non richiedono alcuna ulteriore lavorazione prima dell'assemblaggio. In particolare, l'uso di tecniche di taglio laser permette la produzione di grezzi con un elevato e costante grado di qualità', senza seghettature, evitando quindi le successive fasi di finitura manuale come la smussatura e la spianatura.

La fig. 1 mostra una vista in prospettiva di un grezzo 1 prodotto secondo la presente invenzione. Come mostrato in fig. 1, il grezzo 1 comprende una lamiera piatta di materiale che è stata tagliata da una lamiera piu' grande e la quale è stata sottoposta a ulteriori operazioni di lavorazione, prima, dopo o durante il taglio del grezzo. Queste operazioni comprendono il tracciamento delle linee di piegatura 3 e 4 mediante intaglio o incisione, come indicato dalle linee tratteggiate. Il grezzo 1 di fig. 1 comprende sei linee di piegatura tracciate. Una operazione aggiuntiva consiste nel prevedere tagli 5 che si estendono per tutta la profondità della lamiera e sono disposti in modo da trovarsi tra un bordo del grezzo 1 e la linea di piegatura 4, demarcando cosi la parte 8 del grezzo. Nella parte 8, è stata eseguita una ulteriore operazione per formare fori 6 nel grezzo 1. In una forma della presente invenzione, tali fori sono formati mediante taglio al laser. Essi possono però anche essere formati con qualsiasi altro procedimento noto adatto allo scopo.

La fig. 2 mostra una vista in prospettiva di un articolo 9 assemblato mediante piegatura del grezzo 1 di fig. 1. L'articolo 9 presenta una sezione trasversale rettangolare, e come mostrato in fig. 2, il grezzo 1 è stato piegato attorno a ciascuna delle linee di piegatura 3 di un angolo di circa 90°, anche se questo angolo può' essere qualsiasi. Inoltre, la parte 8 del grezzo 1 è stata piegata all'esterno del piano della superficie superiore 10 dell'articolo 9 attorno alla linea di piegatura 4. Anche in questo caso, l'angolo di piegatura attorno alla linea di piegatura 4 puo' essere un qualsiasi angolo desiderato .

Preferibilmente, l'articolo è formato mediante piegatura manuale, che presenta un numero di vantaggi rispetto all'uso delle convenzionali tecniche di piegatura, compresa l'eliminazione dell'esigenza di macchine di piegatura costose, cosi come dei problemi relativi ad esse, la riduzione del gioco .elastico e una migliore qualità' dell'articolo finito. La piegatura manuale è facilitata dal processo di tracciamento delle linee di piegatura, come descritto sopra.

Aggiuntivamente, il fatto che il grezzo può' essere piegato manualmente riduce significativamente l'esigenza di saldature per produrre l'articolo finito. Dato che da un singolo grezzo secondo la presente invenzione è possibile piegare forme estremamente complesse, è in generale possibile produrre un articolo di forma complessa a partire da un solo grezzo o un numero molto limitato di grezzi. Al contrario, usando le tecniche convenzionali, è in generale necessario stampare e piegare un numero di grezzi e quindi saldare i grezzi piegati tra loro per produrre l'articolo finito. Quindi, la presente invenzione riduce sostanzialmente l'esigenza di eseguire saldature .

In effetti, in funzione della rigidità' del materiale del grezzo, può' non essere necessario eseguire alcuna operazione di saldatura per produrre l'articolo. P.es. , in funzione dell'uso al quale l'articolo 9 di fig. 2 è destinato, può' non essere necessario eseguire alcuna operazione di saldatura per finire l'articolo 9. Se però si desidera irrobustire l'articolo, allora è possibile eseguire una saldatura a punti o continua lungo solo tre lati 2 dell'articolo 9, disposti lungo la superficie superiore 10 dell'articolo 9.

Inoltre, per ridurre ulteriormente o eliminare l'esigenza di saldare, in particolare dove si desidera migliorare l'integrità' strutturare di un articolo o nel caso in cui è necessario produrre un articolo con una forma particolarmente complessa usando due o piu' grezzi, la presente invenzione prevede un procedimento per unire i bordi opposti di uno o piu' grezzi tra loro per mezzo di un giunto. Preferibilmente, il giunto è un giunto senza saldature, e, piu' preferibilmente, il giunto è un giunto a mortasa e tenone. Sul grezzo di fig. 1, è possibile prevedere delle mortase su tre bordi 30 e i tenoni possono essere previsti su tre bordi corrispondenti 40. Le fig. 3 fino a 6 mostrano esempi di tali giunti.

In fig. 3 è mostrata una vista in prospettiva di due parti di un singolo grezzo o di una parte di ciascuno di due grezzi separati. Le due parti 12 e 14 devono essere unite tra loro lungo rispettivi bordi di giunzione per formare un articolo, in cui l'articolo presenta un singolo bordo di giunzione dove si incontrano i rispettivi bordi di giunzione delle parti 12 e 14. Sul bordo di giunzione della parte destra 12 è prevista una sporgenza 11 che si estende dal bordo di giunzione nella direzione del piano della parte 12. Come mostrato in fig. 3, la sporgenza 11 presenta una forma rettangolare, guardando perpendicolarmente al piano della parte 12, per cui i bordi superiore e inferiore della sporgenza 11 sono perpendicolari al bordo verticale della parte 12. La sporgenza può<1 >però avere una forma quadrata o anche a coda di rondine per cui gli angoli tra i bordi superiore e inferiore della sporgenza 11 e il bordo verticale della parte 12 non sono di 90°. Inoltre, anche se in fig. 3 è indicato che guardando nella direzione del piano della parte 12, ciascuno dei bordi superiore e inferiore della sporgenza 11 forma un angolo normale al piano della parte 12, questi angoli possono pure essere regolati in modo desiderato. In effetti, la forma della sporgenza 11 non necessariamente è una forma geometrica regolare con bordi diritti e piani, ma può' essere di tipo appropriato qualsiasi.

La parte sinistra 14 è provvista di una scanalatura 13 che interseca il bordo di giunzione della parte 14 . La scanalatura 13 è sagomata in modo da avere bordi corrispondenti alla sporgenza 11 per cui quando i bordi di giunzione delle parti 12 e 14 sono disposti in modo contiguo, la sporgenza 11 e la scanalatura 13 interagiscono tra loro .

Preferibilmente, il bordo piu' esteso ed esterno della sporgenza 11 si trova nello stesso piano della superficie piana sinistra della parte 14 (la quale superficie è visibile in fig. 3). In modo simile, il bordo di giunzione della parte 14, eccetto dove è formata la scanalatura 13, si trova preferibilmente nello stesso piano della superficie destra piatta della parte di lamiera 12 (visibile in fig. 3). In altre parole, la sporgenza 11 ha la stessa lunghezza dello spessore della parte 14 e la scanalatura 13 ha la stessa profondità dello spessore della lamiera nella parte 12. Le parti di lamiera 12 e 14 non devono necessariamente avere lo stesso spessore. Quindi, tra le due parti 12 e 14 è formato un giunto efficace.

Le fig. 4A e 4B mostrano un'altra configurazione di un giunto. La fig. 4A mostra una parte 18 di un grezzo avente un bordo di giunzione simile alla parte 12 di fig. 3. La sporgenza è però formata in modo diverso. In particolare, la sporgenza comprende una prima regione 11, con la stessa forma della sporgenza 11 di fig. 3, una seconda regione 16 con un'area in sezione trasversale inferiore a quella della regione 11, e una linguetta 15, con un'area in sezione trasversale maggiore di quella della regione 16. La fìg. 4B mostra la parte 18 unita alla parte 14, che è uguale alla parte 14 di fig. 3. In questo caso, la regione 11 della sporgenza si estende nella scanalatura 13, che presenta una forma corrispondente in modo che i bordi della regione 11 e della scanalatura 13 interagiscano tra loro. La regione 11 non deve però necessariamente estendersi per tutto lo spessore della parte di lamiera 14, anche se la linguetta 15 e di solito la regione 16 della sporgenza si estendono oltre la superficie piatta della parte di lamiera 14. Per formare il giunto, la linguetta 15 viene piegata all'esterno del piano della parte 18 attorno alla regione 16, che presenta una resistenza meccanica ridotta per via della sua area inferiore in sezione trasversale. Quindi, la fase di saldatura non deve essere eseguita.

La fig. 5 mostra una ulteriore configurazione di un giunto, in cui la parte destra 12 è uguale alla parte destra 12 di fig. 3 ed è provvista di una sporgenza 11. La parte sinistra 20 è simile alla parte sinistra 14 di fig. 3, eccetto che invece di una scanalatura formata in modo da intersecare il bordo di giunzione della parte, è previsto un foro 17, disposto adiacente ma non a contatto con il bordo della parte 20. Preferibilmente, il foro 17 si estende attraverso tutto lo spessore della parte 20. Il foro 17 e la sporgenza 11 sono disposti in modo da avere bordi corrispondenti, in modo che questi bordi siano coincidenti quando il giunto è formato.

Le fig. 6A e 6B mostrano una ulteriore configurazione di un giunto, in cui la parte 18 mostrata in fig. 4A è unita alla parte 20 di fig.

5. In questo caso, per formare il giunto, la linguetta 15 viene anche qui piegata o ruotata al di fuori del piano della parte 18 attorno alla regione 16.

Nelle fig. 3 fino a 6B, l'angolo di ciascuno dei bordi di giunzione è rettangolo, ovvero di 90° rispetto al piano della parte del grezzo sulla quale essi sono formati. Quindi, le parti vengono unite a 90° tra loro. Apparirà però evidente agli esperti del ramo che l'angolo di giunzione tra due parti qualsiasi non deve necessariamente essere di 90°, indipendentemente dal tipo di giunzione. In effetti, variazioni nell'angolo di giunzione possono essere introdotte semplicemente regolando gli angoli dei bordi dì giunzione rispetto ai piani delle rispettive parti di un grezzo. L'angolo di giunzione può' pure essere di 180°, per cui le due parti si trovano nello stesso piano.

Inoltre, apparirà chiaro agli esperti del ramo che qualsiasi scanalatura o foro formati come mortase in un grezzo non necessariamente si estendono attraverso l intero spessore della lamiera. La lunghezza di corrispondenti sporgenze può' essere regolata di conseguenza. In modo simile, apparirà chiaro agli esperti del ramo che la lunghezza di una sporgenza non necessariamente è uguale alla profondità della corrispondente scanalatura o foro.

La disposizione di sporgenze e scanalature su bordi di giunzione di parti di un grezzo o di grezzi per formare giunti è ideale per il procedimento di taglio al laser della presente invenzione. Il taglio al laser è pure adatto per la formazione delle sporgenze e scanalature nel caso in cui le parti di uno o piu' grezzi non siano unite perpendicolarmente tra loro, in modo che i bordi di giunzione non sono perpendicolari ai piani delle rispettive parti sulle quali essi sono formati. Cio' in particolare perche' il taglio laser è molto adatto per garantire la precisione richiesta per tali giunti e per ottenere sporgenze e scanalature che permettano alle rispettive parti di uno o piu' grezzi di venire unite tra loro con un angolo diverso da 90°.

Qualsiasi numero di giunti può' essere previsto per un singolo bordo di giunzione di un articolo. L'uso di tali giunti tra i rispettivi bordi di uno o piu' grezzi presenta un numero di vantaggi significativi. Prima di tutto, la resistenza del giunto può' essere aumentata ed è possibile cosi migliorare la rigidezza meccanica dell'articolo da produrre, usando tali giunti.

In aggiunta, la sporgenza 11 e la scanalatura 13 possono essere sagomate p.es. in modo da formare una giunzione a coda di rondine, in modo da non richiedere la saldatura del prodotto finito. Ciò' puo' essere migliorato selezionando differenti tipi di giunti su differenti bordi di giunzione di un articolo o anche sullo stesso bordo di giunzione.

Se però si ritiene vantaggioso aumentare ulteriormente la resistenza dell'articolo finito, allora è necessario formare solo un numero limitato di saldature a punto, sul giunto o giunti o su altre parti del bordo di giunzione, riducendo cosi significativamente l'estensione di saldatura, in particolare di saldatura continua, richiesta.

Inoltre, prevedendo tali giunti a mortasa e tenone, si può' assemblare manualmente l'articolo eliminando gli errori di tolleranza di assemblaggio, dato che i giunti permettono la precisa disposizione dei rispettivi bordi di giunzione di parti del o dei grezzi da unire. Si elimina o riduce significativamente quindi la necessità di utensili aggiuntivi, come le morse, per l'assemblaggio, e l'articolo può' essere assemblato piu' rapidamente.

Infine, utilizzando modelli specifici è possibile limitare gli errori occasionali nel processo di assemblaggio di parti simili.

Riassumendo, la presente invenzione offre una soluzione agli elevati costi di investimento e di produzione che comporta la produzione di articoli in lamiera metallica, eliminando o riducendo sostanzialmente al contempo i problemi connessi alle punzonatrici, agli stampi di piegatura e alla saldatura .

La suddetta descrizione è stata fornita solo a titolo di esempio e gli esperti del ramo noteranno che è possibile introdurre modifiche senza discostarsi dal campo della presente invenzione.

Claims (25)

1. Rivendicazioni 1. Procedimento per la piegatura di lamiere, comprendente : l'uso di un laser per tagliare almeno un grezzo da una lamiera e per formare uno o piu' tagli lungo almeno una linea sul grezzo; e la piegatura del grezzo attorno a detta almeno una linea per formare un articolo; in cui una parte in corrispondenza o adiacente a un perimetro di detto grezzo viene sagomata in modo da formare una parte di un giunto a interconnessione .
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui il giunto a interconnessione è un giunto a tenone e mortasa.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui il tenone è una coda di rondine.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui il tenone presenta un profilo rettangolare o quadrato .
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui la mortasa è un foro o scanalatura adiacente o intersecante il perimetro e estesa attraverso l'intera profondità della lamiera; e detto tenone comprende: una prima parte adatta ad estendersi da un primo lato della lamiera, in cui è formata la mortasa, almeno in parte in detta mortasa nella direzione della profondità della lamiera; e una seconda parte adatta ad estendersi attraverso detta mortasa, oltre un secondo lato della lamiera, e ad essere piegata fuori dal piano della lamiera, in cui è formato il tenone, per fissare in questo modo le rispettive parti della lamiera .
6. 6 . Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il giunto è un giunto senza saldature.
7. 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno uno degli uno o piu' tagli è formato attraverso l'intero spessore del grezzo.
8. 8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno uno degli uno o piu' tagli è formato solo parzialmente attraverso lo spessore del grezzo.
9. 9. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il materiale è metallo o plastica.
10. 10. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il grezzo è piegato manualmente.
11. 11. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il laser è disposto a 90° rispetto alla lamiera.
12. 12 . Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'angolo formato dal laser rispetto a una superficie della lamiera è variabile .
13. 13 . Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il laser è controllato da un computer.
14. 14 . Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente l'uso di due o piu' laser di tipo differente.
15. 15. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre la fase di utilizzo di un programma per computer, in collegamento a un computer, per stabilire una disposizione ottimale di grezzi sulla lamiera e per generare istruzioni per il laser, per tagliare detta disposizione ottimale di grezzi.
16. 16. Lamiera formata secondo il procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
17. 17. Lamiera con parti di o adiacenti a un perimetro di detta lamiera sagomate in modo che quando detta lamiera viene piegata, le rispettive parti sono adatte ad essere poste in una configurazione contigua e fissate per mezzo di un giunto senza saldatura a mortasa e tenone, in cui: la mortasa è formata da un foro o scanalatura adiacente o intersecante detto perimetro e estesa attraverso l'intera profondità della lamiera; e detto tenone comprende: una prima parte adatta ad estendersi da un primo lato della lamiera, in cui è formata la mortasa, almeno in parte in detta mortasa nella direzione della profondità della lamiera; e una seconda parte adatta ad estendersi oltre un secondo lato della lamiera, dove è formata detta mortasa, e ad essere piegata fuori dal piano della lamiera, in cui è formato il tenone, per fissare in questo modo le rispettive parti della lamiera.
18. 18. Articolo formato usando un procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 fino a 15, o usando un grezzo secondo la rivendicazione 16 o una lamiera secondo la rivendicazione 17.
19. 19. Apparecchio comprendente un laser e un mezzo di controllo per eseguire un procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 fino a 15 o per produrre un grezzo secondo la rivendicazione 17 o per formare un articolo secondo la rivendicazione 18.
20. 20. Strumento di elaborazione dati per eseguire un procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 15.
21. 21. Procedimento per formare un grezzo da materiale in lamiera sostanzialmente come descritto in precedenza, con riferimento e come illustrato in uno qualsiasi dei disegni allegati.
22. 22. Procedimento per piegare materiale in lamiera sostanzialmente come descritto in precedenza, con riferimento e come illustrato in uno qualsiasi dei disegni allegati.
23. 23. Grezzo sostanzialmente come descritto in precedenza con riferimento e come illustrato in uno qualsiasi dei disegni allegati.
24. 24 . Articolo sostanzialmente come descritto in precedenza con riferimento e come illustrato in uno qualsiasi dei disegni allegati.
25. 25. Strumento di elaborazione dati sostanzialmente come descritto in precedenza con riferimento e come illustrato in uno qualsiasi dei disegni allegati.